一種混凝土運動軌跡測量系統的製作方法
2023-12-01 10:29:01 2
一種混凝土運動軌跡測量系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於測量設備製造和應用【技術領域】，涉及一種混凝土運動軌跡測量系統；其傳感器單元、數據存儲單元、電源開關和接口單元分別與微處理器電信息連通，傳感器單元為獨立的封閉結構，包括基於MEMS三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀傳感器，電源開關、數據存儲單元和微處理器採用常規的現有技術結構，接口單元由JATG口和串口調試口電信息連通組成；工作時傳感器單元在混凝土攪拌罐體中運行並採集其本身的運動加速度信息，後將數據存儲在數據存儲單元中，數據存儲單元與傳感器單元之間採用有線通信，實現數據取出和數據解算；其整體結構簡單，原理可靠，測量數據準確，造價低，能耗小，使用環境友好，使用壽命長。
【專利說明】一種混凝土運動軌跡測量系統
【技術領域】
:
[0001]本發明屬於測量設備製造和應用【技術領域】，涉及一種混凝土運動軌跡測量系統，通過測量混凝土在運輸攪拌過程中的運動軌跡，分析發生離析現象的原因，優化混凝土攪拌運輸車攪拌罐的設計，減小混凝土攪拌車骨料攪拌離析現象，提高混凝土攪拌質量。
【背景技術】
:
[0002]目前，混凝土攪拌運輸車的研究已向多功能、自動監控、多樣化、成套化、新型材料的應用等方面發展，如攪拌車與泵車的結合、攪拌車加裝傳送帶、超長攪拌罐的前卸式攪拌和複合材料罐體等。2000年，G.Micale等人使用Euler模型分別對單層漿和多層漿的攪拌槽內中低濃度固體顆粒的分散情況進行了研究，模擬結果和實驗測量的固體顆粒在軸向濃度分布方面有比較好的一致性。2002年，M.Nocentini, D.Pinelli和F.Magelli對具有多重衝擊的湍流泥漿反應器中的固相分散係數和沉降速度進行了研究，利用軸向沉降一分散模型對數據進行了分析，發現固相和液相在軸向的分散因數相差不超過20%。2005年，吉林大學王海英利用粒子成像測速系統對攪拌筒內部流體流動狀態進行了研究，得到了流體在攪拌筒內部的流動狀態以及攪拌時的流體流線，使得流體在攪拌筒內部的流動更加直觀化，其實驗結果還存在實驗粒子數較少、實驗結果與真實混凝土攪拌車攪拌筒中運動軌跡有差異等諸多問題需要解決。在研究混凝土的運動機理相關方面，使用較多的還是CFD分析方法，如2005年北京化工大學的王振松所研究的固一液攪拌槽內槽底流場的CFD模擬問題，其使用計算流體力學CFD軟體CFX-51511對攪拌槽內固液流場進行了數值模擬。2006年，Aoyi Ochieng和Alison E.Lewis對固體鎳在攪拌槽內的濃度分布進行了仿真模擬和研究。2008年，吉林大學封立英研究的混凝土攪拌運送車多相流動的數值模擬中，利用CFD軟體對混凝土攪拌輸送車攪拌筒的內部流場進行了數值模擬，並對模擬結果進行了分析。研究表明，湍流傳播力對於固體懸浮很重要，尤其對於高載固量的情況，且對於給定的載固量，固體濃度分布取決於顆粒尺寸及其分布情況；但目前這些研究普遍基於經驗公式的部分，到目前暫時沒有完全掌握混凝土在攪拌罐中的運動規律，所以有必要利用實驗方法對混凝土在攪拌運輸車中的運動機理進行研究。
【發明內容】
:
[0003]本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，尋求設計一種混凝土運動軌跡測量系統，將包括三軸加速傳感器、三軸磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器的傳感器單元構成的測量系統投放在混凝土攪拌灌中，對混凝土運動狀態參數進行測量，分析採集數據，得到混凝土在攪拌罐中的加速度、角速度和磁場強度信息，利用軟體工具進行慣導解算，實現攪拌罐中混凝土的運動軌跡測量。
[0004]為了實現上述目的，本發明裝置的主體結構包括電源開關、數據存儲單元、微處理器、傳感器單元和接口單元，傳感器單元、數據存儲單元、電源開關和接口單元分別與微處理器電信息連通，實現數據信息的分析、處理和解算；傳感器單元為獨立的封閉結構；電源開關、數據存儲單元和微處理器採用常規的現有技術結構；接口單元由JATG 口和串口調試口電信息連通組成；具有信息採集功能的傳感器單元包括基於MEMS三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀傳感器，各傳感器集成設計成為密封式一體結構並協同工作實現對混凝土攪拌罐中物料運動的各方向加速度、角加速度和磁場變化的測定；放入混凝土攪拌罐中的傳感器單元的初始位置為混凝土卸料口，先按照採樣要求設定好採樣頻率參數，並記錄初始位置經緯度和離地高度的三維坐標數據，當傳感器單元在混凝土攪拌罐體中運行時，傳感器單元對其自身在攪拌罐中運動時所得到的加速度信息進行採集，再將採集後的各個數據存儲在數據存儲單元中，以備後續讀取數據；數據存儲單元與傳感器單元之間採用有線通信，實現將每個傳感器單元所採集的數據通過SD卡順利取出，以便輸入計算機進行數據解算。
[0005]本發明涉及的傳感器單元採用具有低功耗工作模式的MEMS傳感器結構，選擇意法半導體軸LSM9DS0傳感模塊，實現三軸加速度傳感器、三軸陀螺傳感器和三軸磁場傳感器的綜合功能；其測量最大角速率為2000dps，最大磁場強度為12gauss，最大加速度為16g，輸出量程可選，供電電壓為2.16V，具有掉電保護和低能耗省電以及自測試功能；LSM9DS0傳感模塊內置有一個I2C通訊接口和一個SPI標準接口，傳感器單元通過I2C接口和SPI接口與微處理器電信息相連；傳感器單元內含引腳中斷信號，具有檢測運動和磁場的能力，閾值和時間中斷由最終用戶編程設定；LSM9DS0傳感模塊採用塑料柵格陣列封裝，在-400C到+85°C的溫度範圍內使用。
[0006]本發明涉及的微處理器採用ARM Cortex-M4系列的STM32F407晶片，具有數位訊號混合控制功能，內嵌浮點運算模塊完成複雜的DSP運算；STM32F407將程序和數據存儲器以及外設接口集成為一體結構，通過其內部集成的功率管理單元調整內部的電壓轉換器。
[0007]本發明涉及的電源開關採用具有電源管理功能的電池供電方式，主電源為LP5996雙路輸出線性低壓差穩壓晶片(LDO)，具有3.0V和3.3V的二路獨立控制的LDO輸出，禁止晶片吸收的虛電流低於ΙΟηΑ，輸出35 μ A超低靜態電流，具有過熱、過流自關斷保護功能，
3.0V電壓供給各IP2上位機接口的傳感器單元使用，3.3V電壓供微處理器使用。
[0008]本發明涉及的數據存儲單元具有並行接口與串行接口，選擇AT45DB161串行Flash暫存數據，其工作電壓為2.5V，工作電流為4mA ;在進行數據存儲時，減少數據讀寫次數以降低系統功耗，採集到數據時先將其以較緊湊的格式存儲在板載的串行Flash器件內，當數據在板載串行的Flash期間保存的數據量達到512KB容量時，將Flash器件內的數據以頁讀的方式在較短時間內進行讀取和處理，txt文本文件格式保存在數據存儲單元的SD卡4內，或將數據轉存到並行的Flash器件內長久保存；保存後的數據將在串行Flash內循環進行使用；SD卡內的文件命名方式以試驗時間及採集數據的時間作為依據，將其定義為:XX-XX-XX(年-月-日)，XX表示所佔的數據位數為兩位,下文中XX符號所表示含義同此，各個數據段之間以逗號隔開，如下:
[0009](I)將文件內採集數據存儲的格式定義為:XX-XX(時-分)；
[0010](2)三軸加速度傳感器產生的三方向軸的加速度數據為:xx.x，yy.y，zz.z (保留一位小數，單位m/S2)；
[0011](3)三軸陀螺傳感器產生的三方向軸的角速度數據為:χχ.X，yy.y, ZZ.z (保留一位小數，單位° /s)；
[0012](4)三軸磁場傳感器產生的三方向軸的磁場強度數據為XX.X，yy.x, zz.z (保留一位小數，單位gauss)。
[0013]本發明涉及的傳感器單元對數據進行採集與存儲，將採集的數據通過USB或SD卡讀出並解算得到結果，其流程如圖2所示；基於MATLAB軟體的捷聯慣導數據解算是將用於慣性測量的各傳感器模塊固聯在載體表面構成傳感器單元，通過傳感器單元測量載體運動的加速度與角速度參數，然後將採集的信息參數通過計算機解算出物體的運動方向和狀態信息，再利用傳感器單元對混凝土運動軌跡進行測量，將航姿測量的基本理論應用於地面的混凝土攪拌罐中的運動軌跡，通過對捷聯慣導系統的數學模型的分析，得到適合的姿態矩陣計算方案，並將其用於慣導解算軟體的計算，求出姿態矩陣或姿態角；混凝土物料在混凝土攪拌罐中的運動軌跡，包含姿態角與加速度線性作用變化；傳感器單元位置的變化是重要因素，先後出現許多姿態矩陣更新算法，並且需要對整個捷聯慣導系統進行解算得出；將採集到的加速度信息利用捷聯慣導系統原理的計算方法在PC端的MATLAB軟體中進行仿真處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算及數值分析功能，繪製出傳感器單元採集的信息數據仿真曲線，分析混凝土攪拌罐中的隨混凝土運動軌跡，並分析混凝土離析現象。
[0014]本發明系統實現混凝土運動軌跡測量的步驟是:先將傳感器單元固聯在載體表面，再將載體放入混凝土攪拌車中進行採集得到載體運動的加速度與角速度參數，然後將傳感器採集的數據通過計算機解算出物料的運動方向和姿態信息，分析得到混凝土運動軌跡，混凝土攪拌罐中混凝土物料運動軌跡的測量參數是物料運動的姿態角與加速度，將採集到的加速度信息利用常規的捷聯慣導解算程序在PC端已有的MATLAB軟體中進行處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算和數值分析功能，繪製出傳感器單元在混凝土攪拌車中的運動曲線，即為混凝土運動的軌跡，作為分析混凝土離析現象的數據。
[0015]本發明與現有技術相比，其整體結構簡單，原理可靠，測量操作簡單，測量數據準確，造價低，能耗小，使用環境友好，使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0016]圖1為本發明裝置的硬體組成結構原理示意框圖。
[0017]圖2為本發明裝置的實現測量的工藝流程框圖。
[0018]圖3為本發明涉及的數據解算流程示意圖。
【具體實施方式】
:
[0019]下面通過實施例並結合附圖做進一步說明。
[0020]實施例1:
[0021]本實施例的主體結構包括電源開關1、數據存儲單元2、微處理器12、傳感器單元11和接口單元7，傳感器單元11、數據存儲單元2、電源開關I和接口單元7分別與微處理器12電信息連通，實現數據信息的分析、處理和解算；傳感器單元11為獨立的封閉結構；電源開關1、數據存儲單元2和微處理器12採用常規的現有技術結構；接口單元7由JATG 口 5和串口調試口 6電信息連通組成；具有信息採集功能的傳感器單元11包括基於MEMS三軸加速度傳感器8、三軸磁場傳感器9和三軸陀螺儀傳感器10，各傳感器集成設計成為密封式一體結構並協同工作實現對混凝土攪拌罐中物料運動的各方向加速度、角加速度和磁場變化的測定；放入混凝土攪拌罐中的傳感器單元11的初始位置為混凝土卸料口，先按照採樣要求設定好採樣頻率參數，並記錄初始位置經緯度和離地高度的三維坐標數據，當傳感器單元11在混凝土攪拌罐體中運行時，傳感器單元11對其自身在攪拌罐中運動時所得到的加速度信息進行採集，再將採集後的各個數據存儲在數據存儲單元2中，以備後續讀取數據；數據存儲單元2與傳感器單元11之間採用有線通信，實現將每個傳感器單元11所採集的數據通過SD卡4順利取出，以便輸入計算機進行數據解算。
[0022]本實施例涉及的傳感器單元11採用具有低功耗工作模式的MEMS傳感器結構，選擇意法半導體9軸LSM9DS0傳感模塊，實現三軸加速度傳感器、三軸陀螺傳感器和三軸磁場傳感器的綜合功能；其測量最大角速率為2000dps,最大磁場強度為12gauss,最大加速度為16g,輸出量程可選,供電電壓為2.16V,具有掉電保護和低能耗省電以及自測試功能；LSM9DS0傳感模塊內置有一個I2C通訊接口和一個SPI標準接口，傳感器單元11通過I2C接口和SPI接口與微處理器12電信息相連；傳感器單元11內含引腳中斷信號，具有檢測運動和磁場的能力，閾值和時間中斷由最終用戶編程設定；LSM9DS0傳感模塊採用塑料柵格陣列封裝，在_40°C到+85°C的溫度範圍內使用。
[0023]本實施例涉及的微處理器12採用ARM Cortex_M4系列的STM32F407晶片，具有數位訊號混合控制功能，內嵌浮點運算模塊完成複雜的DSP運算；STM32F407將程序和數據存儲器以及外設接口集成為一體結構，通過其內部集成的功率管理單元調整內部的電壓轉換器。
[0024]本實施例涉及的電源開關I採用具有電源管理功能的電池供電方式，主電源為LP5996雙路輸出線性低壓差穩壓晶片(LDO)，具有3.0V和3.3V的二路獨立控制的LDO輸出，禁止晶片吸收的虛電流低於ΙΟηΑ，輸出35 μ A超低靜態電流，具有過熱、過流自關斷保護功能，3.0V電壓供給各IP2上位機接口的傳感器單元11使用，3.3V電壓供微處理器12使用。
[0025]本實施例涉及的數據存儲單元2具有並行接口與串行接口，選擇AT45DB161串行Flash暫存數據，其工作電壓為2.5V，工作電流為4mA ;在進行數據存儲時，減少數據讀寫次數以降低系統功耗，採集到數據時先將其以較緊湊的格式存儲在板載的串行Flash器件3內，當數據在板載串行的Flash期間保存的數據量達到512KB容量時，將Flash器件3內的數據以頁讀的方式在較短時間內進行讀取和處理，txt文本文件格式保存在數據存儲單元2的SD卡4內，或將數據轉存到並行的Flash器件3內長久保存；保存後的數據將在串行Flash內循環進行使用；SD卡4內的文件命名方式以試驗時間及採集數據的時間作為依據，將其定義為:XX-XX-XX(年-月-日)，XX表示所佔的數據位數為兩位，下文中XX符號所表示含義同此，各個數據段之間以逗號隔開，如下:
[0026](I)將文件內採集數據存儲的格式定義為:xx-xx(時-分)；
[0027](2)三軸加速度傳感器產生的三方向軸的加速度數據為:xx.x，yy.y，zz.z (保留一位小數，單位m/S2)；
[0028](3)三軸陀螺傳感器產生的三方向軸的角速度數據為:XX.X，yy.y，ZZ.Z(保留一位小數，單位° /s)；
[0029](4)三軸磁場傳感器產生的三方向軸的磁場強度數據為XX.X，yy.x, zz.z (保留一位小數，單位gauss)。
[0030]本實施例涉及的傳感器單元11對數據進行採集與存儲，將採集的數據通過USB或SD卡4讀出並解算得到結果，其流程如圖2所示；基於MATLAB軟體的捷聯慣導數據解算是將用於慣性測量的各傳感器模塊固聯在載體表面構成傳感器單元11，通過傳感器單元11測量載體運動的加速度與角速度參數，然後將採集的信息參數通過計算機解算出物體的運動方向和狀態信息，再利用傳感器單元11對混凝土運動軌跡進行測量，將航姿測量的基本理論應用於地面的混凝土攪拌罐中的運動軌跡，通過對捷聯慣導系統的數學模型的分析，得到適合的姿態矩陣計算方案，並將其用於慣導解算軟體的計算，求出姿態矩陣或姿態角；混凝土物料在混凝土攪拌罐中的運動軌跡，包含姿態角與加速度線性作用變化；傳感器單元11位置的變化是重要因素，先後出現許多姿態矩陣更新算法，並且需要對整個捷聯慣導系統進行解算得出；將採集到的加速度信息利用捷聯慣導系統原理的計算方法在PC端的MATLAB軟體中進行仿真處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算及數值分析功能，繪製出傳感器單元11採集的信息數據仿真曲線，分析混凝土攪拌罐中的隨混凝土運動軌跡，並分析混凝土離析現象。
[0031]本實施例系統實現混凝土運動軌跡測量的步驟是:先將傳感器單元11固聯在載體表面，再將載體放入混凝土攪拌車中進行採集得到載體運動的加速度與角速度參數，然後將傳感器11採集的數據通過計算機解算出物料的運動方向和姿態信息，分析得到混凝土運動軌跡，混凝土攪拌罐中混凝土物料運動軌跡的測量參數是物料運動的姿態角與加速度，將採集到的加速度信息利用常規的捷聯慣導解算程序在PC端已有的MATLAB軟體中進行處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算和數值分析功能，繪製出傳感器單元11在混凝土攪拌車中的運動曲線，即為混凝土運動的軌跡，作為分析混凝土離析現象的數據。
[0032]實施例2:
[0033]本實施例涉及的工具設備為容積為15立方米的混凝土攪拌運輸車一輛；8立方米塌落度為50的混凝土 ；傳感器單元5個；金屬探測器I個；傳感器單元11加裝LED指示燈及金屬條並進行封裝，以便測量後找回傳感器；設定傳感器單元11存儲數據的頻率為10Hz，時間持續20分鐘；其測量過程為
[0034](I)在混凝土攪拌灌中裝入8立方米塌落度為50的混凝土，啟動攪拌罐運轉以每分鐘12轉速度旋轉攪拌15分鐘以達到穩態；
[0035](2)將五個傳感器單元11置於混凝土攪拌罐入料口，打開電源開關I，記錄此時高度及經緯度，設置為初始零點，微處理器12開始工作，此時數據存數單元2開始記錄初始數據；將傳感器單元投入攪拌罐中與罐內混凝土一同運動，以此達到模擬混凝土中石塊的目的；
[0036](3)傳感器單元11對自身在混凝土攪拌罐中運動得到的加速度等信息進行採集，通過微處理器12及數據存儲單元2將採集之後的數據信息存儲在數據存儲單元2中；
[0037](4)對混凝土攪拌罐中的混凝土進行卸料，利用肉眼觀察指示燈及金屬探測器，找到混凝土中的5個傳感器單元11，將傳感器單元11中的數據存儲單元2的內存卡取出，在PC端進行數據讀取；
[0038](5)在市售的MATLAB軟體中利用捷連慣導原理及相關程序，將讀取的加速度、角加速度等數據信息導入程序中，得到各個數據的變化曲線，擬合三維空間的運動曲線，得到混凝土在攪拌罐中的運動軌跡，實現測量目的。
【權利要求】
1.一種混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於主體結構包括電源開關、數據存儲單元、微處理器、傳感器單元和接口單元，傳感器單元、數據存儲單元、電源開關和接口單元分別與微處理器電信息連通，實現數據信息的分析、處理和解算；傳感器單元為獨立的封閉結構；電源開關、數據存儲單元和微處理器採用常規的現有技術結構；接口單元由JATG 口和串口調試口電信息連通組成；具有信息採集功能的傳感器單元包括基於MEMS三軸加速度傳感器、三軸磁場傳感器和三軸陀螺儀傳感器，各傳感器集成設計成為密封式一體結構並協同工作實現對混凝土攪拌罐中物料運動的各方向加速度、角加速度和磁場變化的測定；放入混凝土攪拌罐中的傳感器單元的初始位置為混凝土卸料口，先按照採樣要求設定好採樣頻率參數，並記錄初始位置經緯度和離地高度的三維坐標數據，當傳感器單元在混凝土攪拌罐體中運行時，傳感器單元對其自身在攪拌罐中運動時所得到的加速度信息進行採集，再將採集後的各個數據存儲在數據存儲單元中，以備後續讀取數據；數據存儲單元與傳感器單元之間採用有線通信，實現將每個傳感器單元所採集的數據通過SD卡順利取出，以便輸入計算機進行數據解算。
2.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於涉及的傳感器單元採用具有低功耗工作模式的MEMS傳感器結構，選擇意法半導體軸LSM9DS0傳感模塊，實現三軸加速度傳感器、三軸陀螺傳感器和三軸磁場傳感器的綜合功能；其測量最大角速率為2000dps,最大磁場強度為12gauss,最大加速度為16g,輸出量程可選,供電電壓為2.16V,具有掉電保護和低能耗省電以及自測試功能；LSM9DS0傳感模塊內置有一個I2C通訊接口和一個SPI標準接口，傳感器單元通過I2C接口和SPI接口與微處理器電信息相連；傳感器單元內含引腳中斷信號，具有檢測運動和磁場的能力，閾值和時間中斷由最終用戶編程設定；LSM9DS0傳感模塊採用塑料柵格陣列封裝，在_40°C到+85°C的溫度範圍內使用。
3.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於涉及的微處理器採用ARM Cortex-M4系列的STM32F407晶片，具有數位訊號混合控制功能，內嵌浮點運算模塊完成複雜的DSP運算；STM32F407將程序和數據存儲器以及外設接口集成為一體結構，通過其內部集成的功率管理單元調整內部的電壓轉換器。
4.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於涉及的電源開關採用具有電源管理功能的電池供電方式，主電源為LP5996雙路輸出線性低壓差穩壓晶片(LDO)，具有3.0V和3.3V的二路獨立控制的LDO輸出，禁止晶片吸收的虛電流低於ΙΟηΑ，輸出35 μ A超低靜態電流，具有過熱、過流自關斷保護功能，3.0V電壓供給各IP2上位機接口的傳感器單元使用，3.3V電壓供微處理器使用。
5.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於涉及的數據存儲單元具有並行接口與串行接口，選擇AT45DB161串行Flash暫存數據，其工作電壓為2.5V，工作電流為4mA ;在進行數據存儲時，減少數據讀寫次數以降低系統功耗，採集到數據時先將其以較緊湊的格式存儲在板載的串行Flash器件內，當數據在板載串行的Flash期間保存的數據量達到512KB容量時，將Flash器件內的數據以頁讀的方式在較短時間內進行讀取和處理，txt文本文件格式保存在數據存儲單元的SD卡4內，或將數據轉存到並行的Flash器件內長久保存；保存後的數據將在串行Flash內循環進行使用；SD卡內的文件命名方式以試驗時間及採集數據的時間作為依據，將其定義為:XX-XX-XX(年-月-日)，XX表示所佔的數據位數為兩位，下文中XX符號所表示含義同此，各個數據段之間以逗號隔開，如下: (1)將文件內採集數據存儲的格式定義為:XX-XX(時-分)； (2)三軸加速度傳感器產生的三方向軸的加速度數據為:χχ.χ, yy.y，zz.z (保留一位小數，單位m/S2)； (3)三軸陀螺傳感器產生的三方向軸的角速度數據為:χχ.χ, yy.y，zz.z (保留一位小數，單位° /s)； (4)三軸磁場傳感器產生的三方向軸的磁場強度數據為XX.χ, yy.χ, ζζ.ζ (保留一位小數，單位gauss)。
6.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於涉及的傳感器單元對數據進行採集與存儲，將採集的數據通過USB或SD卡讀出並解算得到結果；基於MATLAB軟體的捷聯慣導數據解算是將用於慣性測量的各傳感器模塊固聯在載體表面構成傳感器單元，通過傳感器單元測量載體運動的加速度與角速度參數，然後將採集的信息參數通過計算機解算出物體的運動方向和狀態信息，再利用傳感器單元對混凝土運動軌跡進行測量，將航姿測量的基本理論應用於地面的混凝土攪拌罐中的運動軌跡，通過對捷聯慣導系統的數學模型的分析，得到適合的姿態矩陣計算方案，並將其用於慣導解算軟體的計算，求出姿態矩陣或姿態角；混凝土物料在混凝土攪拌罐中的運動軌跡，包含姿態角與加速度線性作用變化；傳感器單元位置的變化是重要因素，先後出現許多姿態矩陣更新算法，並且需要對整個捷聯慣導系統進行解算得出；將採集到的加速度信息利用捷聯慣導系統原理的計算方法在PC端的MATLAB軟體中進行仿真處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算及數值分析功能，繪製出傳感器單元採集的信息數據仿真曲線，分析混凝土攪拌罐中的隨混凝土運動軌跡，並分析混凝土離析現象。
7.根據權利要求1所述的混凝土運動軌跡測量系統，其特徵在於系統實現混凝土運動軌跡測量的步驟是:先將傳感器單元固聯在載體表面，再將載體放入混凝土攪拌車中進行採集得到載體運動的加速度與角速度參數，然後將傳感器採集的數據通過計算機解算出物料的運動方向和姿態信息，分析得到混凝土運動軌跡，混凝土攪拌罐中混凝土物料運動軌跡的測量參數是物料運動的姿態角與加速度，將採集到的加速度信息利用常規的捷聯慣導解算程序在PC端已有的MATLAB軟體中進行處理，通過MATLAB軟體的矩陣運算和數值分析功能，繪製出傳感器單元在混凝土攪拌車中的運動曲線，即為混凝土運動的軌跡，作為分析混凝土離析現象的數據。
【文檔編號】G01C21/00GK104359479SQ201410714417
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】王豐元, 蔣鑫, 孫剛, 劉立新, 牟瑞濤 申請人:青島理工大學